CN109293004A - 一种新型净水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生态净水技术领域，具体的公开了一种新型净水剂及其制备方法，按质量分数计，具体由如下组份制得：改性磁性载体30‑60份、改性基体10‑30份、聚氯化铝10‑30份、分散剂5‑10份、防冻剂10‑20份、菌基10‑20份。步骤一，称取适量的改性磁性载体，放入烧杯中，加入聚氯化铝、分散剂，并用密封膜包裹，放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45‑62KHz，超声声强为0.36‑0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；步骤二，将步骤一处理好的物料与菌基、改性基体、防冻剂混合，在60‑80℃、280‑300r/min条件下搅拌反应60‑80分钟；步骤三，将步骤二处理的物质放入真空干燥箱，干燥温度40‑60℃，干燥时间12小时。本发明优点：制备简单、生产成本低、原料来源广、净化效果好。
Description
技术领域
本发明涉及生态净水技术领域，具体是一种新型净水剂及其制备方法。
背景技术
净水剂就是投放入水中能和水中其它杂质产生反应的药剂，主要是起到净水的目的。常用到的净水剂有聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铁等。净水剂最常用的絮凝剂，絮凝剂包括两大类：无机絮凝剂，有机絮凝剂。无机絮凝剂为高价金属盐，如硫酸铝、硫酸铁、氯化铁、四氯化钛及无机酸和碱。聚合氯化铝简称PAC，通常也称作碱式氯化铝或混凝剂等，有胶体电荷，故对水中的悬浮物有极强的吸附性，从而达到凝聚水中悬浮物的目的。其颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。该产品有较强的架桥吸咐性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。PAC净水剂是目前使用较为广泛的一种净水剂，但是其净水作用和效果并不好，浊度降低率不高，而且目前制作工艺繁琐，成品率不高。
中国专利（公告号：CN 108503045 A,公告日：2018.09.10）公开了复合高效净水剂由膨润土、沸石粉、云南昆明武定迤纳厂初精矿稀土原粉、高铁酸钾、碳酸钠、水处理工程菌组成，各成分的重量百分比为：膨润土25～30％、沸石粉25～30％、云南昆明武定迤纳厂初精矿稀土原粉5～15％、高铁酸钾9～15％、碳酸钠10～15％、水处理工程菌3～10％；所述的膨润土中SiO2的含量大于等于60％，所述的沸石粉中SiO2的含量大于等于60％。该发明所述的复合高效净水处理剂，一方面对水中污染物具有良好的吸附作用，另一发面利用固定化微生物的脱氮、COD、BOD、磷、脱色、去除重金属。但是这种净水剂净化能力有限，不能回收，从而造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型净水剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型净水剂，按质量分数计，具体由如下组份制得：改性磁性载体30-60份、改性基体10-30份、聚氯化铝10-30份、分散剂5-10份、防冻剂10-20份、菌基10-20份。
进一步的，所述的改性磁性载体制备方法，具体步骤如下：
步骤一，称取适量的颗粒载体，放入烧杯中，加入足量浓硫酸将载体完全浸泡其中，并用密封膜包裹，放置在60℃的恒温箱中保存12小时；
步骤二，将步骤一处理的颗粒载体整体放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤三，将步骤二处理的颗粒载体过滤，过滤后的颗粒载体使用去离子水进行淋洗，淋洗后用去离子水浸泡超声2小时，反复操作3次；
步骤四，向加热搅拌器中加入适量的步骤一制取的去离子水，加入适量的扩充剂和磁性物质并充分溶解，向搅拌器中加入适量的步骤三处理的颗粒载体，扩充剂、磁性物质与颗粒载体比例为1-2.5:10，搅拌加热充分溶解，搅拌速度为100-150r/min。加热温度40-60℃，搅拌成溶水全部蒸发，放入真空干燥箱内干燥，干燥温度为60℃，将干燥后的物料研磨成粉状；
步骤五，将步骤四中处理的颗粒物放入管式炉中加热，加热温度为500-600℃，并通入氢气和氮气，氢气与氮气比例为1:2，气体速率为1.5L/min，加热2小时关闭管式炉，自然降温到60℃以下，关闭气源，取出既得改性磁性载体。
进一步的，所述的颗粒载体为颗粒活性炭、凹凸棒土、分子筛中的一种或多种混合物。
进一步的，所述的扩充剂为尿素、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述的磁性物质为氧化铁、氧化亚铁、铁粉中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述的改性基体按质量分数计，具体由如下组份制得：羧基化纳晶纤维素10-30份、膨润土10-40份、二乙烯基砜1-3份、去离子水50-80份。
进一步的，所述的改性基体制备方法具体如下：
步骤一，向加热搅拌装置中加入适当的去离子水，加入适量的羧基化纳晶纤维素，60℃搅拌，搅拌速度为100-150r/min至羧基化纳晶纤维素均匀分散在水中；
步骤二，将适量的膨润土、二乙烯基砜加入体系中并持续搅拌1.5小时；
步骤三，将步骤二制备的物料放入真空干燥箱，干燥温度60℃，干燥时间12小时，取出干燥物研磨成粉末即可。
进一步的，所述的菌基包括菌体和基体两部分。
进一步的，所述的菌基包括基体具体由如下组份制得：蔗糖10-30份、蛋白胨5-10份、琼脂10-20份、去离子水50-80份。
进一步的，所述的菌基包括威宝菌、super—CM生物菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、植物乳杆菌中的一种或多种混合物。
进一步的，所述的防冻剂为氯化钙、氯化钠和氯化钾中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述的分散剂为己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯的一种或几种的混合物。
进一步的，所述的一种新型净水剂制备方法具体如下：
步骤一，称取适量的改性磁性载体，放入烧杯中，加入聚氯化铝、分散剂，并用密封膜包裹，放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤二，将步骤一处理好的物料与菌基、改性基体、防冻剂混合，在60-80℃、280-300r/min条件下搅拌反应60-80分钟；
步骤三，将步骤二处理的物质放入真空干燥箱，干燥温度40-60℃，干燥时间12小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用基体包裹住磁性载体，提高了净化剂的稳定性。改性磁性具有较大的比表面积，可以充分提高聚氯化铝絮凝和吸附能力，从而提高净化能力。改性基体拥有很大的比表面积和粘合能力，可以将有效组分吸附并很好粘合在载体上，提高了净水剂的稳定型，采用多种微生物对污染水资源进行生物降解，并吸附在活性炭中，起到了良性循环作用。分散剂的加入可以使基体很好地分散在载体之中，避免了堆积产生。使用辅料促进了微生物的生长，提高了净化能力。载体使用磁性物质便于回收利用。防冻剂可以使净水剂适用于各个季节使用，提高了净水剂的适用性。该净水剂制备简单、生产成本低、原料来源广、净化效果好、回收容易、不会造成二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种新型净水剂，按质量分数计，具体由如下组份制得：改性磁性载体30份、改性基体10份、聚氯化铝10份、己烯基双硬脂酰胺5份、氯化钙10份、菌基10-20份。
进一步的，所述的改性磁性载体制备方法，具体步骤如下：
步骤一，称取适量的颗粒活性炭，放入烧杯中，加入足量浓硫酸将活性炭完全浸泡其中，并用密封膜包裹，放置在60℃的恒温箱中保存12小时；
步骤二，将步骤一处理的颗粒活性炭整体放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤三，将步骤二处理的活性炭过滤，过滤后的活性炭使用去离子水进行淋洗，淋洗后用去离子水浸泡超声2小时，反复操作3次；
步骤四，向加热搅拌器中加入适量的步骤一制取的去离子水，加入适量的尿素和氧化铁并充分溶解，向搅拌器中加入适量的步骤三处理的活性炭，尿素、氧化铁与活性炭比例为1-2.5:10，搅拌加热充分溶解。搅拌速度为100-150r/min；加热温度40-60℃，搅拌成溶水全部蒸发，放入真空干燥箱内干燥，干燥温度为60℃，将干燥后的物料研磨成粉状；
步骤五，将步骤四中处理的颗粒物放入管式炉中加热，加热温度为500-600℃，并通入氢气和氮气，氢气与氮气比例为1:2，气体速率为1.5L/min，加热2小时关闭管式炉，自然降温到60℃以下，关闭气源，取出既得改性磁性载体。
进一步的，所述的改性基体按质量分数计，具体由如下组份制得：羧基化纳晶纤维素10份、膨润土10份、二乙烯基砜1份、去离子水50份。
进一步的，所述的改性基体制备方法具体如下：
步骤一，向加热搅拌装置中加入适当的去离子水，加入适量的羧基化纳晶纤维素，60℃搅拌，搅拌速度为100-150r/min至羧基化纳晶纤维素均匀分散在水中；
步骤二，将适量的膨润土、二乙烯基砜加入体系中并持续搅拌1.5小时；
步骤三，将步骤二制备的物料放入真空干燥箱，干燥温度60℃，干燥时间12小时，取出干燥物研磨成粉末即可。
进一步的，所述的菌基由如下组份制得：蔗糖10份、蛋白胨5份、琼脂10份、去离子水50份，威宝菌和super—CM生物菌混合物。
进一步的，所述的一种新型净水剂制备方法具体如下：
步骤一，称取适量的改性磁性载体，放入烧杯中，加入聚氯化铝、己烯基双硬脂酰胺，并用密封膜包裹，放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤二，将步骤一处理好的物料与菌基、改性基体、氯化钙混合，在60-80℃、280-300r/min条件下搅拌反应60-80分钟；
步骤三，将步骤二处理的物质放入真空干燥箱，干燥温度40-60℃，干燥时间12小时。
实施例2
一种新型净水剂，按质量分数计，具体由如下组份制得：改性磁性载体45份、改性基体20份、聚氯化铝20份、硬脂酸单甘油酯8份、氯化钠15份、菌基15份。
进一步的，所述的改性磁性载体制备方法，具体步骤如下：
步骤一，称取适量的颗粒凹凸棒土，放入烧杯中，加入足量浓硫酸将凹凸棒土完全浸泡其中，并用密封膜包裹，放置在60℃的恒温箱中保存12小时，
步骤二，将步骤一处理的颗粒凹凸棒土整体放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时，
步骤三，将步骤二处理的凹凸棒土过滤，过滤后的凹凸棒土使用去离子水进行淋洗，淋洗后用去离子水浸泡超声2小时，反复操作3次。
步骤四，向加热搅拌器中加入适量的步骤一制取的去离子水，加入适量的碳酸铵和氧化亚铁并充分溶解，向搅拌器中加入适量的步骤三处理的凹凸棒土，碳酸铵、氧化铁与凹凸棒土比例为1-2.5:10，搅拌加热充分溶解，搅拌速度为100-150r/min，加热温度40-60℃，搅拌成溶水全部蒸发。放入真空干燥箱内干燥，干燥温度为60℃。将干燥后的物料研磨成粉状；
步骤五，将步骤四中处理的颗粒物放入管式炉中加热，加热温度为500-600℃，并通入氢气和氮气，氢气与氮气比例为1:2，气体速率为1.5L/min。加热2小时关闭管式炉，自然降温到60℃以下，关闭气源，取出既得改性磁性载体。
进一步的，所述的改性基体按质量分数计，具体由如下组份制得：羧基化纳晶纤维素20份、膨润土25份、二乙烯基砜2份、去离子水65份。
进一步的，所述的改性基体制备方法具体如下：
步骤一，向加热搅拌装置中加入适当的去离子水，加入适量的羧基化纳晶纤维素，60℃搅拌，搅拌速度为100-150r/min至羧基化纳晶纤维素均匀分散在水中；
步骤二，将适量的膨润土、二乙烯基砜加入体系中并持续搅拌1.5小时；
步骤三，将步骤二制备的物料放入真空干燥箱，干燥温度60℃，干燥时间12小时，取出干燥物研磨成粉末即可。
进一步的，所述的菌基由如下组份制得：蔗糖20份、蛋白胨8份、琼脂15份、去离子水65份，威宝菌和枯草芽孢杆菌混合物。
进一步的，所述的一种新型净水剂制备方法具体如下：
步骤一，称取适量的改性磁性载体，放入烧杯中，加入聚氯化铝、硬脂酸单甘油酯，并用密封膜包裹，放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤二，将步骤一处理好的物料与菌基、改性基体、氯化钠混合，在60-80℃、280-300r/min条件下搅拌反应60-80分钟；
步骤三，将步骤二处理的物质放入真空干燥箱，干燥温度40-60℃，干燥时间12小时。
实施例3
一种新型净水剂，按质量分数计，具体由如下组份制得：改性磁性载体360份、改性基体30份、聚氯化铝30份、三硬脂酸甘油酯10份、氯化钾20份、菌基20份。
进一步的，所述的改性磁性载体制备方法，具体步骤如下：
步骤一，称取适量的分子筛，放入烧杯中，加入足量浓硫酸将分子筛完全浸泡其中，并用密封膜包裹，放置在60℃的恒温箱中保存12小时。
步骤二，将步骤一处理的分子筛整体放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时，
步骤三，将步骤二处理的分子筛过滤，过滤后的分子筛使用去离子水进行淋洗，淋洗后用去离子水浸泡超声2小时，反复操作3次，
步骤四，向加热搅拌器中加入适量的步骤一制取的去离子水，加入适量的碳酸氢铵和氧化亚铁并充分溶解，向搅拌器中加入适量的步骤三处理的分子筛，碳酸氢铵、氧化铁与分子筛比例为1-2.5:1，搅拌加热充分溶解，搅拌速度为100-150r/min，加热温度40-60℃，搅拌成溶水全部蒸发，放入真空干燥箱内干燥，干燥温度为60℃，将干燥后的物料研磨成粉状；
步骤五，将步骤四中处理的颗粒物放入管式炉中加热，加热温度为500-600℃，并通入氢气和氮气，氢气与氮气比例为1:2，气体速率为1.5L/min，加热2小时关闭管式炉，自然降温到60℃以下，关闭气源，取出既得改性磁性载体。
进一步的，所述的改性基体按质量分数计，具体由如下组份制得：羧基化纳晶纤维素10-30份、膨润土10-40份、二乙烯基砜1-3份、去离子水50-80份。
进一步的，所述的改性基体制备方法具体如下：
步骤一，向加热搅拌装置中加入适当的去离子水，加入适量的羧基化纳晶纤维素，60℃搅拌，搅拌速度为100-150r/min至羧基化纳晶纤维素均匀分散在水中；
步骤二，将适量的膨润土、二乙烯基砜加入体系中并持续搅拌1.5小时；
步骤三，将步骤二制备的物料放入真空干燥箱，干燥温度60℃，干燥时间12小时，取出干燥物研磨成粉末即可。
进一步的，所述的菌基由如下组份制得：蔗糖30份、蛋白胨10份、琼脂20份、去离子水80份，枯草芽孢杆菌、硝化细菌、植物乳杆菌混合物。
进一步的，所述的一种新型净水剂制备方法具体如下：
步骤一，称取适量的改性磁性载体，放入烧杯中，加入聚氯化铝、三硬脂酸甘油酯，并用密封膜包裹，放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤二，将步骤一处理好的物料与菌基、改性基体、氯化钾混合，在60-80℃、280-300r/min条件下搅拌反应60-80分钟；
步骤三，将步骤二处理的物质放入真空干燥箱，干燥温度40-60℃，干燥时间12小时。
对比例1
本对比例采用市面上销售的聚合氯化铝净水剂。
将本发明实施例1至3与对比例1净水剂按照1:100进行稀释，加药量50mg/L,评价对污水的处理结构，结果如下表所述：
| 组别 | 除浊率 | 悬浮物去除率 | 持续时间 |
| 实施例1 | 82% | 83% | 9 |
| 实施例2 | 91% | 90% | 11 |
| 实施例3 | 89% | 87% | 8 |
| 对比例1 | 62% | 65% | 1 |
从表中可知，本发明的净水剂其对废水的除浊率、悬浮物去除率均有优异效果，且明显优于对比例，其中以实施例2效果最佳，可见一定的组分配比可以提高净水剂的净化效果。对比例1为缺少改性磁性载体的净水剂，其除浊率为62％、悬浮物去除率为65％，其与本发明相比，效果大大降低，说明本净水剂的净化效果有着明显的改善。与对比例相比将改性磁性载体、改性基体以及菌基的协同作用对本净水剂的净水效果有很大的改善，改性磁性载体有着很大的比表面积，增加了聚氯化铝的吸附和絮凝能力。改性基体覆盖在改性磁性载体表面，增加了载体的稳定性，提高了净水剂的持续净化能力。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种新型净水剂，其特征在于，按质量分数计，具体由如下组份制得：改性磁性载体30-60份、改性基体10-30份、聚氯化铝10-30份、分散剂5-10份、防冻剂10-20份、菌基10-20份。
2.一种制备如权利要求1所述的新型净水剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，称取适量的改性磁性载体，放入烧杯中，加入聚氯化铝、分散剂，并用密封膜包裹，放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤二，将步骤一处理好的物料与菌基、改性基体、防冻剂混合，在60-80℃、280-300r/min条件下搅拌反应60-80分钟；
步骤三，将步骤二处理的物质放入真空干燥箱，干燥温度40-60℃，干燥时间12小时。
3.根据权利要求1所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的改性磁性载体制备方法，具体步骤如下：
步骤一，称取适量的颗粒载体，放入烧杯中，加入足量浓硫酸将载体完全浸泡其中，并用密封膜包裹，放置在60℃的恒温箱中保存12小时；
步骤二，将步骤一处理的颗粒载体整体放入超声发生仪器中进行超声处理，超声频率为45-62KHz，超声声强为0.36-0.38W/cm2，超声处理时间为2小时；
步骤三，将步骤二处理的载体过滤，过滤后的颗粒载体使用去离子水进行淋洗，淋洗后用去离子水浸泡超声2小时，反复操作3次；
步骤四，向加热搅拌器中加入适量的步骤一制取的去离子水，加入适量的扩充剂和磁性物质并充分溶解，向搅拌器中加入适量的步骤三处理的颗粒载体，扩充剂、磁性物质与颗粒载体比例为1-2.5:10，搅拌加热充分溶解，搅拌速度为100-150r/min，加热温度40-60℃，搅拌成溶水全部蒸发，放入真空干燥箱内干燥，干燥温度为60℃，将干燥后的物料研磨成粉状；
步骤五，将步骤四中处理的颗粒物放入管式炉中加热，加热温度为500-600℃，并通入氢气和氮气，氢气与氮气比例为1:2，气体速率为1.5L/min，加热2小时关闭管式炉，自然降温到60℃以下，关闭气源，取出既得改性磁性载体。
4.根据权利要求3所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的颗粒载体为颗粒活性炭、凹凸棒土、分子筛中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求3所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的扩充剂为尿素、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或者几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的磁性物质为氧化铁、氧化亚铁、铁粉中的一种或者几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的改性基体按质量分数计，具体由如下组份制得：羧基化纳晶纤维素10-30份、膨润土10-40份、二乙烯基砜1-3份、去离子水50-80份。
8.根据权利要求7所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的改性基体制备方法具体如下：
步骤一，向加热搅拌装置中加入适当的去离子水，加入适量的羧基化纳晶纤维素，60℃搅拌，搅拌速度为100-150r/min至羧基化纳晶纤维素均匀分散在水中；
步骤二，将适量的膨润土、二乙烯基砜加入体系中并持续搅拌1.5小时；
步骤三，将步骤二制备的物料放入真空干燥箱，干燥温度60℃，干燥时间12小时，取出干燥物研磨成粉末即可。
9.根据权利要求1所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的菌基包括菌体和基体两部分；菌基包括基体具体由如下组份制得：蔗糖10-30份、蛋白胨5-10份、琼脂10-20份、去离子水50-80份；菌基包括威宝菌、super—CM生物菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、植物乳杆菌中的一种或多种混合物。
10.根据权利要求1所述的一种新型净水剂，其特征在于，所述的防冻剂为氯化钙、氯化钠和氯化钾中的一种或几种的混合物，所述的分散剂为己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯的一种或几种的混合物。
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| CN108014760A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-05-11 | 浙江海洋大学 | 一种吸附铅离子的海藻酸钠/羧基化纳晶纤维素水凝胶微球 |
| CN108911167A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 如皋市双亚环保科技有限公司 | 一种电镀污水深度治理的修复制剂 |
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2018
- 2018-10-31 CN CN201811286360.7A patent/CN109293004A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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